一种无人机机载空气采样装置的制作方法

本实用新型涉及空气采样装置，尤其涉及一种利用无人机携带特制真空样品袋的采样装置。

背景技术：

空气采样是对空气质量评判的一种手段，尤其对生物安全区域、疫病疫情防控区域以及易发生有毒有害气体泄漏区域，通过空气采样可对空气质量进行实时监控，对空气质量进行系统评估。空气采样主要是人工操作，但在一些疫情疫病爆发、有毒有害物质泄漏区域以及在空间上人工采样较困难。

技术实现要素：

为安全、高效、快速、有效的采样空气样品，保障特定环境下采取空气样本采样人的身心健康，确保采取的样本具有代表性，采用遥控车车载样品袋的方式进行遥控采集解决人工操作困难，同时也保障了采样人的生命安全。本实用新型提供一种无人机机载采样装置，该装置可操控性高、通过机载摄像头观测环境状况，通过遥控装置控制无人机到达指定地点，开启真空采样袋进行采样，通过气压感应装置，当真空采样袋与外界压力相同时，采样袋开关自动关闭，采样完成。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种无人机机载采样装置，包括：无人机本体、采样袋、真空泵，所述无人机本体的底部设置有采样袋，所述采样袋与无人机本体可拆卸连接，所述采样袋与真空泵相连接；

所述无人机本体包括无人机机体和遥控器，所述无人机机体为中空的壳体，所述无人机机体的前端设置有摄像头，所述无人机机体的上方设置有机翼，所述机翼固定连接有螺旋桨，所述无人机机体的底部设置有采样袋；

所述遥控器设置有显示屏、用于控制采样袋开口开启的启动按钮、用于控制无人机机体方向的方向按钮、用于控制无人机机体速度的速度按钮、摄像头控制把手，所述显示屏和摄像头控制把手位于方向按钮和速度按钮的上方，所述摄像头控制把手位于方向按钮和速度按钮的下方，所述遥控器的顶端设置有天线；

所述采样袋包括袋体和袋门，所述袋体的正面设置有开口，所述开口位置设置有用于将开口关闭的袋门；所述袋体内部设置有气压感应器，所述袋体底部设置有培养板，所述培养板上设置有培养皿凹槽。

所述显示屏可以实时接收无人机上摄像头传输画面，可以明确采样位置，确保采样具有代表性。所述微生物培养基可置于袋内。

所述采样袋袋体与袋门的连接方式为本领域技术人的现有技术，如袋体与袋门为开合式、推拉式等方式连接。通过采样袋开启开关控制袋门打开，采样袋开始采集气体；所述采集袋开口的袋门为自动感应门，与袋体内设有的气压感应器，二者通过电线相连，当气体充满袋体，达到气压感应器设定值时，发出信号，控制袋门自动关闭，可保障气体采集完整性。

进一步的，所述采样袋与无人机机体卡扣连接。

进一步的，所述无人机机身的底部设置有卡槽，所述采样袋的顶部设置有卡钩，所述卡槽与卡钩通过卡扣的形式连接，用于将采样袋固定在无人机的卡槽内。

采样袋通过真空泵抽真空后，袋体顶部的卡钩与无人机卡槽连接，遥控器控制无人机到达指定地点，开启袋口，进行采样，当袋内外压力相等时采样袋即采满，感应器响应，袋口关闭，采样完成。

进一步的，所述采样袋开口开启的启动按钮位于显示屏的一侧，所述方向按钮位于遥控器中心线的两侧。

进一步的，所述摄像头为可旋转摄像头，可180°上下旋转，可观测区域范围内所有景象。

进一步的，所述机翼为可折叠机翼，机翼可从中间部位折叠，在非工作状态下折叠于无人机机体的两端。

进一步的，所述机翼与无人机机体固定连接。

进一步的，所述无人机机体的两端设置有支架。

进一步的，所述采样袋袋体的一侧设置有真空抽气孔，所述真空抽气孔通过软管与真空泵相连。

进一步的，所述采样袋袋体为中空的长方体。

进一步的，所述采样箱箱体的材质为不透明材料，避光、密封性好，既利于气体采集又可保障内置微生物平板有效性。

进一步的，所述采样袋的材质为不透明的锡箔复合膜，该材质柔软、密封性好，采用不透明材质可有效保障采集袋内微生物培养基的有效性

1个遥控器可同时操作无人机和样品采集袋，且样品采集袋可根据压力自动关闭开口，保障样品无污染。整个采样过程操作简单，安全高效。

本实用新型的有益效果：

本实用新型无人机采样装置，可满足高空、低洼、危害物严重超标区域空气采样需求，无人机支架设计有效保障机体稳定性以及在采集袋打开状态下不受外力挤压。采集袋开关远程操作，使采集样品更具有代表性、针对性；采集袋开口的关闭采用压力进行控制，当采集袋内外压力相同时，开口自动关闭，有效保障采集样品的完整性、准确性；采集袋内微生物培养基的放置可以对空气样本直接检测。无人机采样装置的使用既缩短检测时间，又可以保障采样人员的生命安全，采样快速、准确、操作简单、实用性强。在空间上可满足高空、低洼、狭窄区域采样，在安全性上可满足对人体有危害的气体采样，保障工作人员生命安全；在采样效率上可满足采样的代表性、针对性。可操控性强，采样效率高。

本实用新型可用于对空气中含有病毒、细菌及有毒有害物质采样时，可以避免人工取样对采样人造成健康危害，同时，采用无人机采样解决时间、空间限制，远程操控，特制真空采样袋内置培养平板，对采集样品直接进行微生物检测，缩短检测时间，减少检测流程，高效、快速对空气质量进行评判。

附图说明

图1为无人机结构示意图；

图2为遥控器结构示意图；

图3为采样袋结构示意图；

图4为真空泵结构示意图；

图中：1、无人机机体，2、摄像头，3、机翼，4、螺旋桨，5、卡槽，6、无人机支架，7、遥控器机体，8、天线，9、显示屏，10、方向按钮，11、速度按钮，12、启动按钮，13、摄像头控制把手，14、采集袋袋体，15、真空抽气孔，16、采样袋开口，17、培养皿凹槽，18、底层板，19、卡钩，20、真空泵机体，21、排风口，22、橡胶软管，23、抽真空接口。

具体实施方式

下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。

如图1、2、3和4所示，一种无人机机载采样装置，包括：无人机本体、采样袋、真空泵，所述无人机本体的底部设置有采样袋，所述采样袋与无人机本体卡扣连接，所述采样袋与真空泵相连接；

所述无人机本体包括无人机机体1和遥控器，所述无人机机体1为中空的长方体，内置发动机、充电电池、电路板、遥控器接收器；所述无人机机体1的前端设置有摄像头2，摄像头2为可旋转摄像头2，180°上下旋转，可观测区域范围内所有景象；所述无人机机体1的上方固定连接有四个机翼3，可使无人机保持水平状态，机翼3为可折叠机翼3，可从中间部位折叠，四个机翼3在非工作状态下折叠于无人机机体1两端，所述机翼3连接有螺旋桨4，无人机机体1下端为采样袋的卡槽5，卡槽5为t型设计，深度为5cm。所述无人机机体1的底部设置有采样袋，所述采样袋的顶部设置有卡钩19，所述卡槽5与卡钩19通过卡扣的形式连接，用于将采样袋固定在无人机的卡槽19内，可使无人机机体1与采样袋牢固连接。所述无人机机体1两侧设有无人机支架6，在无人机降落时可保持机体平稳，支架6高度为30cm，可保障采样袋采集完毕后袋体不受其他外力影响。

所述遥控器包括遥控器机体7，遥控器机体7为正方形，遥控器机体7内有充电电池、电路板；遥控器机体7顶端设有天线8；遥控器机体上部设有液晶显示屏9和用于控制采样袋开口开启的启动按钮12，启动按钮12位于液晶显示屏9的右侧。所述液晶显示屏9可以实时接收遥控车上摄像头传输画面，可以明确采样位置，确保采样具有代表性。启动按钮12用于控制采集袋开口的开启，当无人机到达采样区域时，按下启动按钮12按钮，采集袋开始采集样本。遥控器机体7中部设有用于控制无人机机体1方向的方向按钮10、以及用于控制无人机机体1速度的速度按钮11，方向按钮10和速度按钮11分别位于遥控器机体7中心线的左右两侧，可使无人机到达目的地点；遥控器机体7下部中间位置设有摄像头控制把手13，根据情况需要调整无人机的摄像头，使观测范围更广泛。

所述采样袋包括袋体14和和袋门，所述袋体14的前面设置有采样袋开口16，为采样袋袋口，所述开口位置设置有用于将采样袋开口关闭的袋门；采样袋袋体14采样完成状态为长方体，规格为长25cm*宽15cm*高15cm，袋体14材质为不透明、锡箔复合膜，该材质柔软、密封性好，采用不透明材质可有效保障采集袋内微生物培养基的有效性；袋体14右侧设有真空抽气孔15，采样袋在使用前，通过真空泵抽真空处理，使袋内没有残余气体，保障采集的样品无污染；袋体1前面中间位置设有的采样袋开口16，规格为10cm长*5cm宽，可放取6cm*6cm培养皿或纸片培养基，可对细菌总数、真菌总数、β-溶血性链球菌以及嗜肺军团菌直接检测；所述袋体1内部设置有气压感应器，为hm91微型压力传感器与变送器，当袋内外压力相等时，采样袋开口16自动关闭，采样完成，开关规格为长8cm*4cm，既保障气体的通畅又可方便取放培养基。通过采样袋开启开关控制袋门打开，采样袋开始采集气体；所述采集袋开口的袋门为自动感应门，与袋体14内设有的气压感应器，二者通过电线相连，当气体充满袋体1，达到气压感应器设定值时，发出信号，控制袋门自动关闭，可保障气体采集完整性。袋体1内底层增加一层底层板18，为塑料硬板，塑料硬板上有两个培养皿凹槽17，用于固定培养皿，防止四处滑动，培养皿中为培养基或3m纸片培养基。采样袋顶端设有的卡钩19，材质为硬塑料，规格与无人机机体1的卡槽5规格相同，使二者无缝连接。

所述真空泵包括真空泵机体20，真空泵机体20规格为20cm长*10cm宽*15cm高的长方体，真空泵机体20一侧设有排风口21；真空泵机体20前段连有长约30cm的橡胶软管22，橡胶软管22前段为样品采集袋抽真空孔接口23，与采样袋的真空抽气孔15连接。

抽样过程由四个组成合作完成：根据检测目的放置2个不同种类培养基平板于采集袋的培养皿凹槽17内，关闭采集袋开口16，真空泵抽真空，排除采集袋内其他杂质气体，将真空状态下的采集袋通过卡钩19、卡槽5与无人机机体1连接，通过遥控器控制无人机到达指定地点，根据显示屏9观测到区域确定采样地点，按下启动按钮12，采集袋开口16打开，在负压作用下，气体被吸入采集袋内，当内外压力相等时，采集袋开口16自动关闭，采样完成。整个采样过程操作简单、快速高效、安全准确。